Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo)

Untersuchungen zum Einfluss der Vermahlungsintensität und der Mischfutterkonfektionierung sowie einer Zugabe von Lignozellulose auf die Gesundheit der Magenschleimhaut bei Absetzferkeln

Große Liesner, Verena

The development of gastric ulcers in pigs is a worldwide problem of intensive pig farming and bothers farmers, veterinarians and manufacturers of mixed feed as well. As a therapy of almost affected pigs is expensive and labour-intensive but rarely effective, prophylactic recommendations are required to reduce the prevalence. Thereby, the structure of feed is of essential importance. Aim of the present study was to investigate the particle fractions in a meal and pelleted diet, respectively, that are determining for ulcerogenity. Furthermore, the effect of pelleting itself on the integrity of gastric mucosa was of special interest. In order to continue using pelleted diets made of finely ground components, it should be examined whether the increase of crude fibre amount by adding a crude fibre concentrate (lignocellulose; lc) could alleviate the integrity of gastric mucosa. For that purpose, 49 commercial cross-breed piglets (begin of trial: age 47 ± 5.8 d, bw 12.1 ± 2.6 kg) were divided into eight feeding groups and fed diets with usual ingredients (wheat, barley, soybean meal) only differing in grinding intensity, pelleting (meal/pellets) and the addition of lignocellulose. Feed structure was measured by means of dry and wet sieve analysis (1trSA/2nSA). piglets (n)         grinding intensity                                              particles [%] > 2 mm   < 0.4 mm 7                      coarsely ground,                      meal1                                      25            19 4                      very coarsely ground,               pelleted2                                 29            36 7/7                   coarsely ground,                      pelleted2, + 0/2.5 % lc               9            51 7/7                   finely ground,                           pelleted2, + 0/2.5 % lc               1            54 5/5                   very finely ground,                   pelleted2, + 0/2.5 % lc               2            56 After six weeks of feeding the different diets (age 90 ± 5.8 d, bw 43.0 ± 6.5 kg), the pigs were sectioned to characterise the stomach wall macroscopically (whole nonglandular part) and histologically (55 ± 17 sight fields per pig). Results were given as score points that include severity and extention of tissue alterations. Additionally, tissue samples of the nonglandular part were taken to measure basal epithelial conductance in Ussing chambers. Finally, the filling of the gastrointestinal tract as well as chyme parameters (pH value, contents of dry matter, volatile fatty acids, chloride and starch) were determined. The main results of this study can be summarized as follows: 1.       The use of coarsely ground meal had almost no negative effects on the integrity of gastric mucosa in the nonglandular part [macroscopical score (MS) 0 ± 0; histological score (HS) 5 ± 11; basal epithelial conductance (GT) 0.4 ± 0.2 mS/cm2]. 2.       Pelleting of diets resulted in an additional grinding effect on the already ground components, so that despite of the different grinding intensity before pelleting (particles < 0.4 mm (trSA): coarsely ground 14 %, finely ground 27 %), the amount of fine particles afterwards was almost equal (nSA: 51 to 54 %) in all groups (except very coarsely ground, see later). Irrespective of the original grinding intensity, the offering of pelleted diets led to alterations of gastric mucosa that were similar in severity (data given as coarse/fine/very fine: MS 110 ± 87/ 98 ± 61/ 143 ± 35; HS 50 ± 41/ 74 ± 42/ 63 ± 61; GT 1.8 ± 1.9/ 3.1 ± 2.9/ 2.8 ± 0.8 mS/cm2). 3.       The increase of the amounts of coarse particles in the diets did not show any ulceroprotective effect. Despite of an amount of 30 % > 2 mm (very coarsely ground, pelleted) instead of 25 % (coarsely ground, meal), no improvement in the integrity of gastric mucosa, but even – corresponding to the amount of particles < 0.4 mm – an increase of lesions in severity and extension was measured (MS 10 ± 20; HS 21 ± 20; GT 0.6 ± 0.2 mS/cm2). 4.       An increase of crude fibre content from 42 to 53 g/kg dm by adding lignocellulose without changing the feed structure did not lead to a decreased ulcerogenity compared to corresponding diets without lignocellulose. Unless a higher stomach filling in g chyme/kg bw (data given as coarse/fine/very fine: +10 % / +20 % / +7 %) as well as g dm/kg bw (+1 % / +24 % / +6 %), no further effects on chyme quality could be detected. 5.       The parameters histological and macroscopical score as well as histological score and basal epithelial conductance, respectively, correlated moderately ((R2 = 0.68 bzw. R2 = 0.43), whereas basal conductance and macroscopical score did not correlate (R2 = 0.05). 6.       The most coarsely ground diets (coarsely ground, meal/ very coarsely ground, pelleted) both showed the lowest pH values (4.09/3.32) in the homogenised stomach content, and nevertheless the lowest chloride concentrations as well (2.67/2.94 g/kg chyme). These two parameters varied independently from each other (R2 = 0.02). 7.       Average daily gain and feed conversion ratio of the piglets (7. – 12. week) reached – irrespective of the offered diets – an usual level (coarsely ground: 721 g/d, 1.67 kg/kg; finely ground: 733 g/d, 1.70 kg/kg). The results of this study show that to alleviate the problem of gastric ulcers in pigs, unpelleted diets are recommended as distinctly more favourable, as the pelleting process is equal to a secondary grinding process (increase in amounts of fine particles of 50 %). The increase of amounts of coarse particles in a finely ground and pelleted diet did not show any ulceroprotective effects. Only a lower amount of fine particles caused less mucosal lesions. Concerning pellet stability, this procedure is afflicted with disadvantages, as extremely coarse components cause predetermined breaking points where the pellet can break and abrasion is produced. The definition of a lower level of coarse particles concerning ulceroprotection does definitively not make sense, whereas the definition of an upper level of fine particles is necessary. Taking the present study into account, the “critical amount” of fine particles (< 0.4 mm) is situated between 20 % (no mucosal lesions) and 36 % (already damage of mucosal integrity). In this range, dose-effect-studies should be performed to provide detailed quantitative recommendations for farmers and feed industry as well.

Die Entstehung von Magenulzera in der Pars nonglandularis von Schweinen stellt weltweit ein Problem in der intensiven Schweinehaltung dar und beschäftigt Tierhalter, Tierärzte und Mischfutterhersteller gleichermaßen. Da eine Therapie bereits erkrankter Tiere kosten- und arbeitsintensiv, aber wenig Erfolg versprechend ist, sind prophylaktische Maßnahmen zur Senkung der Prävalenz gefordert. Der Futterstruktur kommt dabei eine entscheidende Bedeutung zu. In der vorliegenden Studie sollte untersucht werden, welche Partikelfraktionen in einem schrotförmigen bzw. pelletierten Mischfutter die Ulzerogenität beeinflussen und bestimmen. Des Weiteren interessierte der Einfluss der Pelletierung an sich auf die Integrität der Magenschleimhaut. Um weiterhin verpresste Mischfuttermittel aus fein vermahlenen Ausgangskomponenten einsetzen zu können, sollte außerdem überprüft werden, ob die Erhöhung des Rohfaseranteils durch die Zugabe von konzentrierter Rohfaser (Lignozellulose; Lc) die Schleimhautintegrität bewahren kann. Zu diesem Zweck wurden 49 BHZP–Ferkel (Alter zu Beginn des Versuchs: 47 ± 5,8 d, Körpermasse 12,1 ± 2,6 kg) in acht Fütterungsgruppen eingeteilt und erhielten über einen Zeitraum von sechs Wochen Mischfuttermittel mit üblicher Zusammensetzung, die sich im Vermahlungsgrad und in der Konfektionierung (Schrot/Pellets) sowie im Zusatz von Lignozellulose unterschieden. Die Futtermittelstruktur wurde mittels trockener und nasser Siebanalyse (1trSA/2nSA) erfasst:                                                                                                                                        Anteil [%] > 2 mm       < 0,4 mm (n =7)                          grob,               schrotförmig1,                                      25                   19 (n =4)                          sehr grob,        pelletiert2,                                            29                    36 (n =7/n =7)                  grob,                pelletiert2, + 0/2,5 % Lc                       9                     51 (n =7/ n =7)                 fein,                 pelletiert2, + 0/2,5 % Lc                       1                     54 (n =5/ n =5)                 sehr fein,          pelletiert2, + 0/2,5 % Lc                       2                     56 Am Versuchsende (Alter: 90 ± 5,8 d, Körpermasse: 43,0 ± 6,5 kg) wurden die Tiere  seziert, um eine makroskopische (gesamte Pars nonglandularis) und histologische (55 ± 17 Sichtfelder pro Tier) Beurteilung der Magenwand vornehmen zu können. Diese Ergebnisse wurden in Scorepunkten angegeben, die sowohl den Grad als auch die Ausdehnung der Schädigung berücksichtigten. Zusätzlich wurden Gewebeproben aus der Pars nonglandularis entnommen, um Messungen der basalen transepithelialen Leitfähigkeit in der Ussing-Kammer durchzuführen. Schließlich wurden die Füllung des Magen-Darm-Trakts sowie die Milieu- und Substratbedingungen im Magen-Darm-Inhalt (pH-Wert, Trockensubstanzgehalt, Gehalt an flüchtigen Fettsäuren, Chlorid und Stärke) bestimmt. Die wesentlichen Ergebnisse dieser Arbeit lassen sich wie folgt zusammenfassen: 1.      Der Einsatz von grob vermahlenem, schrotförmigem Mischfutter hatte keinerlei nachteilige Auswirkungen auf die Schleimhautintegrität der Pars nonglandularis [makroskopischer Score (MS) 0 ± 0; histologischer Score (HS) 5 ± 11; basale transepitheliale Leitfähigkeit (GT) 0,4 ± 0,2 mS/cm2]. 2.      Die Pelletierung der Mischfuttermittel hatte eine zusätzliche Zerkleinerung des bereits vermahlenen Getreides zur Folge, so dass trotz unterschiedlich intensiver Vermahlung vor der Pelletierung (Partikel < 0,4 mm (trSA): grob vermahlen 14 %, fein vermahlen 27 %) anschließend nahezu identische Anteile an feinen Partikeln (nSA: 51 bis 54 %) in allen Pelletvarianten (außer sehr grob, s. u.) zu finden waren. Unabhängig vom originären Vermahlungsgrad hatte das Angebot pelletierter Mischfuttermittel daher ähnlich schwerwiegende Schädigungen der Schleimhautgesundheit zur Folge (Angaben in der Form grob/fein/sehr fein: MS 110 ± 87/ 98 ± 61/143 ± 35; HS 50 ± 41/ 74 ± 42/ 63 ± 61; GT 1,8 ± 1,9/3,1 ± 2,9/2,8 ± 0,8 mS/cm2). 3.      Eine Anhebung des Anteils grober Partikel im Futter erbrachte leider keine ulzeroprotektiven Effekte: Trotz eines Anteils von 30 % > 2 mm (sehr grob, pelletiert) statt 25 % (grob, schrotförmig) konnte keine günstigere Schleimhautgesundheit, sondern sogar – analog zur Höhe des Feinanteils – eine Verstärkung der Läsionen in Grad und Ausdehnung festgestellt werden (MS 10 ± 20; HS 21 ± 20; GT 0,6 ± 0,2 mS/cm2). 4.      Eine Erhöhung des Rohfaseranteils von 42 auf 53 g/kg TS durch den Zusatz von Lc ohne Änderung der Futterstruktur hatte keine geringere Ulzerogenität des Mischfutters im Vergleich zur jeweiligen Futtervariante ohne Lc-Zusatz zur Folge. Außer einer stärkeren Füllung des Magens sowohl in g uS/kg KM (Angaben in der Form grob/fein/sehr fein: +10 % /+20 % /+7 %) als auch in g TS/kg KM (+ 1 % / + 24 % /+ 6 %) konnten keine weiteren Effekte auf die Chymusqualität festgestellt werden. 5.      Die Parameter histologischer und makroskopischer Score bzw. histologischer Score und basale Leitfähigkeit stimmten gut bis mäßig überein (R2 = 0,68 bzw. R2 = 0,43), während Leitfähigkeit und makroskopischer Score nicht korrelierten (R2 = 0,05). 6.      Die beiden gröbsten Futtervarianten (grob, schrotförmig/sehr grob, pelletiert) wiesen im homogenisierten Mageninhalt die niedrigsten pH-Werte (4,09/3,32), und dennoch die niedrigsten Chloridwerte auf (2,67/2,94 g/kg uS). Die beiden Parameter pH-Wert und Chloridgehalt im Chymus variierten dabei unabhängig voneinander (R2 = 0,02). 7.      Die Tageszunahmen und der Futteraufwand der Ferkel (7. – 12. LW) erreichten unabhängig vom angebotenen Mischfutter ein praxisübliches Niveau (grob: 721 g/d, 1,67 kg/kg; fein: 733 g/d, 1,70 kg/kg). Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass hinsichtlich der Problematik Magenulzera bei Schweinen unpelletierte Mischfuttermittel als deutlich günstiger zu beurteilen sind, da die vorgenommene Pelletierung einer Nachzerkleinerung (Anstieg des Anteils feiner Partikel um bis zu 50 %) gleich kommt. Die Erhöhung des Anteils grober Partikel in einem ansonsten fein vermahlenen und pelletierten Futter hatte keine ulzeroprotektive Wirkung, da ausschließlich ein geringerer Feinanteil zu weniger Schleimhautschäden führte. Auch bezüglich der Pelletstabilität birgt dieses Vorgehen Nachteile, da durch extrem grobe Bestandteile Sollbruchstellen entstehen, an denen das Pellet auseinander brechen kann und so vermehrt Abrieb erzeugt wird. Die Formulierung eines Mindestgehaltes für grobe Partikel ist im Sinne der Magenulkusprophylaxe eindeutig nicht zielführend, die Festlegung eines Höchstgehaltes an feinen Bestandteilen wird jedoch als notwendig angesehen. Der „kritische Gehalt“ an feinen Partikeln (hier definiert als < 0,4 mm) dürfte zwischen 20 % (noch keine Schleimhautschäden) und 36 % (bereits deutlich nachteilig für die Schleimhautintegrität) liegen. In diesem Bereich sind entsprechende Dosis-Wirkungsversuche gezielt durchzuführen, um der Mischfutterindustrie nähere quantitative Vorgaben empfehlen zu können.

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Große Liesner, Verena: Untersuchungen zum Einfluss der Vermahlungsintensität und der Mischfutterkonfektionierung sowie einer Zugabe von Lignozellulose auf die Gesundheit der Magenschleimhaut bei Absetzferkeln. Hannover 2008. Tierärztliche Hochschule.

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